JPH04233106A - データ伝送用ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

データ伝送用ケーブル及びその製造方法

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JPH04233106A
JPH04233106A JP3202709A JP20270991A JPH04233106A JP H04233106 A JPH04233106 A JP H04233106A JP 3202709 A JP3202709 A JP 3202709A JP 20270991 A JP20270991 A JP 20270991A JP H04233106 A JPH04233106 A JP H04233106A
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cable
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layer
core
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JP3202709A
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Willem Wijnberg
ウィーレム　ウイーンベルグ
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Schlumberger Overseas SA
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Schlumberger Overseas SA
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/4415—Cables for special applications
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    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4415—Cables for special applications
    • G02B6/4416—Heterogeneous cables
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4486—Protective covering
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
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    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22—Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • H01B7/226—Helicoidally wound metal wires or tapes

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所望の物理的性質を持
つ、特に長さ方向の伸びの少ないケーブル及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの用途で、ケーブルの物理的な長さ
が定まっているか、長さが変化するとしても、このよう
な変化が決定可能であることが重要である。これは、例
えば、ゾンデを電線に付けて坑井内に降ろし、巻出した
ケーブルの量を計測することによってゾンデの深さを計
測する検層を行う場合に顕著である。通常、このような
用途では、ケーブルの長さは温度及びケーブルに加わる
張力に従って変化するが、このような長さの変化は、温
度及び張力のデータの周知の関係から算出することがで
きる。しかしながら、ケーブルが使用中に不可逆的に変
形する（永久延び即ち塑性延びによって）と、ケーブル
長が変化し、坑井内での使用中の検層ゾンデの正確な深
さは正確に決定されない。更に、ケーブル長をケーブル
の長さに沿って付けた印によって決定する場合には、こ
れらの印はケーブルの永久的な延びによって不正確にさ
れてしまう。
【０００３】ケーブルの不可逆的変形の問題を解決する
ため、ケーブルの使用前に「熱間プレストレス　（ｈｏ
ｔ　ｐｒｅ−ｓｔｒｅｓｓｉｎｇ）」作業をケーブルの
全長に加えることが提案されている。この作業では、固
有の不可逆（即ち塑性）変形特性を実質的になくすよう
に熱と張力がケーブルに同時に加えられ、この時点で残
るものと思われる唯一の変形特性は弾性変形特性である
。
【０００４】それにも関わらず、この作業は上述の困難
性を完全には解決しない。本発明と関連した種類のケー
ブルは、例えば絶縁材でできた被覆で取り囲まれたコア
を有する。この被覆自体は、外装のストランドの第１層
及び第２層で取り囲まれている。コアは、導電体及び／
又は光ファイバ、及び導電体又は光ファイバを直接取り
囲む通常の電気絶縁性で機械的保護を行うシースを有す
る。このような周知のケーブルは、例えば、ブランチャ
ード（Ｂｌａｎｃｈａｒｄ）　に付与された米国特許第
２，７２５，７１３　号、ナンス（Ｎａｎｃｅ）等に付
与された米国特許第３，１０６，８１５　号、ダブリュ
ー．イー．ボウワー（Ｗ．Ｅ．Ｂｏｗｅｒ）　等に付与
された米国特許第３，１３７，９８８　号、及びホィッ
トフィルジュニア（Ｗｈｉｔｆｉｌｌ，　Ｊｒ．）　等
に付与された米国特許第３，８００，０６６　号に記載
されている。これらの特許は全て本願の前所有者又は本
願の譲受人の子会社に譲渡されており、これらの特許を
参考のため、本願に組み込む。第１実施例では、オーシ
ャン産業（Ｏｃｅａｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）が１９８５
年３月、同年５月及び６月に出版したフレッドハーデゲ
ン（Ｆｒｅｄ　Ｈａｒｔｄｅｇｅｎ）及びウィレムウィ
ジンバーグ（Ｗｉｌｌｅｍ　Ｗｉｊｎｂｅｒｇ）　の「
臍の緒ケーブル設計及び選択基準（Ｕｍｂｉｌｉｃａｌ
　Ｃａｂｌｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｓｅｌｅｃｔｉ
ｏｎ　Ｃｒｉｔｅｒｉａ）　」という論文に示すように
、コアと外装のストランドとの間に配置された被覆は、
例えば、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体（
ＥＰＣ）のような熱可塑性材料でできている。この熱可
塑性材料は、使用中にケーブルに張力が加わったときに
外装のストランドが被覆の材料に食込むことができるよ
うな材料である。特に、外装のストランドは被覆の周囲
に作られた溝に横たわる。張力の解放後に残るこれらの
溝は、外装のストランドを被覆／コアと密接した関係に
維持するのを助ける。しかしながら、ケーブルに張力が
加わると、被覆の熱可塑性材料は通常絞られ、外装のス
トランド間の隙間を満たした後、外装のストランド間か
ら滲み出てしまうことすらある。 その結果、外装のストランドは使用する度毎に被覆に深
く食込み、かくして、ケーブルは不可逆的に伸び続ける
。ケーブルのこの塑性伸びは外装のストランドが互いに
接触するまで続く。この時点でケーブルの摩耗が迅速に
増大する。
【０００５】上文中で言及した特許に示されているよう
に、硬化させたゴム、例えばアクリロニトリルブタジエ
ンゴムのような熱硬化性材料で被覆をつくることによっ
て、このような状況を緩和することが示唆された。休止
状態では、外装のストランドは被覆の円筒面上に横たわ
っている。ケーブルに張力を加えると、硬化させたゴム
の軟らかさによって外装のストランドが被覆の表面に形
成された溝内に食込むことができ、またその弾性のため
、張力を除くと食込み溝がなくなる。
【０００６】ゴム製の被覆を持つケーブルは、上文中で
言及した滲み出し現象を回避するように見えるけれども
、幾つかの欠点がある。第１に、ゴム製の被覆を持つケ
ーブルは、外装のストランド間の隙間をゴムが満たして
いるため、張力が加わると、通常、プラスチック製の被
覆を持つケーブルよりも大きく長さ方向の伸び、かくし
てケーブルを延ばしてしまう。第２に、ゴムは取り扱い
及び処理の困難な材料であり、耐熱性及び経時変化に関
して制限がある。
【０００７】従って、特に立坑内等のような劣悪な環境
では、永久伸び即ち塑性伸びを示さず、一定の弾性伸び
のみを示すケーブルが必要とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、長さ方向の弾性変形が劇的に減少されたケーブルを
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの目的及び他の目
的は本発明によって達成され、本発明によるケーブルは
、少なくとも一つのエネルギ伝送ラインを有するコアと
、コアを取り囲む被覆と、被覆の回りに螺旋をなして巻
付けられた少なくとも一組のストランドを有する外装手
段と、ｄ）被覆を取り囲み且つ外装のストランドを受け
入れるように設計された食込み弾性構造と、を有する。
【００１０】好ましい実施例では、食込み構造は硬化可
能な熱硬化性材料の層を有する。例として、被覆はポリ
エチレン、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＣ）、テ
フロン（デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ　Ｉｎｃ．）　社の商
標）、又はポリウレタンのような熱可塑性材料でできて
いる。食込み層の硬化可能な熱硬化性材料は、例えばブ
チルゴム、ネオプレン、ニトリル又はハイパロン（デュ
ポン社の商標）である。
【００１１】本発明は、更に、ケーブルの製造方法に関
し、この方法では、少なくとも一つのエネルギ伝送ライ
ンを有するコアを被覆で取り囲む工程と、被覆を弾性で
硬化可能であるが未硬化の熱硬化性材料の食込み層で取
り囲む工程と、食込み層の表面に相補的な溝が形成され
るように食込み層を外装のストランドで取り囲む工程と
、食込み層の熱硬化性材料を硬化するため、かくして形
成されたケーブルに熱を加える工程と、を有する。
【００１２】更に詳細には、硬化工程前に半径方向で計
測した食込み層の厚さは、代表的には、被覆の厚さの約
１％乃至約７５％であり、好ましくは、約１％乃至約１
０％である。本発明は、代表的な実施例についての以下
の詳細な説明を添付図面を参照して読むことによって更
によく理解されるであろう。
【００１３】
【実施例】本発明によるケーブルの一例を図１に示す。 検層ゾンデ１１を、例えば地面に掘った立坑１２内で支
持するケーブル１０が図示してある。ケーブル１０は、
地面に建てた構造物１００に取付けたプーリ１３に通し
てある。ケーブルの上端は従来のウィンチ１４に固定さ
れ、ゾンデをこのウィンチ１４で立坑１２内に降ろした
り立坑１２から引き上げたりすることができる。ウィン
チ１４は、ゾンデ１１の作動を制御するばかりでなく、
ゾンデ１１からのデータを伝達し、処理し、表示し又は
他の同様処理工程を行うための通常の電子装置を備えた
トラック１１０上に取付けられているのがよい。図１は
同一縮尺で描かれているのではないということは理解さ
れよう。
【００１４】ケーブルの実施例の一例の断面図である図
２に詳細に示すように、ケーブル１０は、ゾンデから及
びゾンデへデータ及び作動コマンドを伝送するための伝
送ラインを包含するコア１５を有する。この伝送ライン
は、光学型、電気光学型、又は電気型であるのがよく、
例えば鋼管１６内に配置された幾つかの光ファイバ又は
導電体を有するのがよい。管１６は、ナイロンの商標で
周知の材料のような合成不織材料１７の層で包囲するの
がよい。一組の例えば銅製の導電線１８が合成材料層１
７を包囲するのがよい。銅線１８は熱可塑性材料のよう
な任意の適当な材料製の被覆１９に入っている。被覆１
９の材料は、更に詳細にはポリエチレン（ＰＥ）、エチ
レン−プロピレン共重合体（ＥＰＣ）、ポリウレタン（
ＰＵ）、テフロン（ＦＥＰ、ＰＦＡ）、テフゼル（Ｔｅ
ｆｚｅｌ）である。テフロン、ＦＥＰ、ＰＦＡ、テフゼ
ルはデュポン社の商標である。変形態様として、この被
覆を熱硬化性材料でつくってもよい。
【００１５】被覆１９は、複数の金属ストランド２１を
有する外装の内側層２０で包囲されている。これらの金
属ストランド２１は、好ましくは予め形成され、被覆／
コアの回りに螺旋をなすように巻付けてある。ストラン
ド２１のピッチは被覆１９を実質的に覆う。図２には１
４本のストランドが図示してあるが、任意の場合に使用
される正確な数は、所望の直径、強度、及びレイに左右
される。電気検層作業では、使用されるケーブルは外装
の内側層２０に最大２４本のストランドを有する。外装
の内側層２０上には、内側ストランド２１と反対方向に
巻付けた複数の金属ストランド２３を有する外装の外側
層２２が巻付けてある。外装の外側層２２は、図示の例
では、２０本のストランド２３を含むが、２４本と同数
のストランドを有してもよい。
【００１６】 　　例示の目的で、図２に示すケーブルは以下の寸法を
有するのがよい。 コアの外径　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　０．０９７インチ（２．４６ｍｍ）被覆の
外径　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　０．１７４インチ（４．４２ｍｍ）外装の内側層
のストランドの直径　　　　　　０．０４９インチ（１
．２４ｍｍ）外装の外側層のストランドの直径　　　　
　　０．０４９インチ（１．２４ｍｍ）本発明によれば
、外装の内側層２０のストランドに食込み層２５が設け
られ、この食込み層は被覆１９と外装の内側層２０との
間に配置される。食込み層２５は、例えばブチルゴム、
ネオプレン、ニトリル又はハイパロン（デュポン社の商
標）等の硬化可能な熱硬化性材料でできている。食込み
層２５を形成する材料は、ケーブルに張力を加えたとき
に材料に溝がつくられるような材料である。このような
溝は外装の内側層のストランド２１と相補的であるため
、食込み層の熱硬化性材料が外装の内側層のストランド
間の隙間を充填する。かくして、被覆１９と外装の内側
層２０との間に空間が全く残らない。 これらの溝は、本発明によるケーブル製造方法の記載と
関連して以下に詳細に説明するように、張力の解放後に
残る。
【００１７】図３にはケーブルの変形態様が示してあり
、この変形態様では、第２図の要素と同様の要素には「
’」を肩に付けた同じ参照番号が附してある。プラスチ
ック製の被覆１９’は０．１５９インチ（４．０４ｍｍ
）の外径を有し、即ち図２の被覆の外径よりも小さい。 図３の食込み層２５’は図２に示す食込み層よりも厚く
、０．０２インチ（０．５８ｍｍ）の厚さを有する。
【００１８】このケーブルは、有利には、本発明の一部
である以下の方法に従って製造するのがよい。この方法
の第１工程は、当該技術分野で周知のように、上文中で
言及した従来の特許の教示に従ってコア１５を製造する
ことである。次いで、このコアを熱可塑性材料製の被覆
１９内に、例えば被覆の押出しによって包囲する。被覆
１９の周囲には、硬化可能であるが硬化していない熱硬
化性材料製の食込み層２５が配置されている。硬化可能
な熱硬化性層２５は押出しによって又はテープ（螺旋状
に巻付けた又は長さ方向に包込む）で配置される。次い
で、外装の内側層のストランド２１を食込み層２５上に
螺旋をなして巻付け、これらのストランド上に外装の外
側層のストランド２３を反対方向に巻付ける。これによ
って、軟質の食込み層に溝が形成される。溝の形態は、
図２及び図３に示すように、外装の内側層のストランド
と相補的である。外装のストランドは、食込み層に付設
する際、ストランドを収容するスプールが自由転輪機構
（ｆｒｅｅ　ｗｈｅｅｌｉｎｇ）　で拘束されているた
め、代表的には、所定量の「逆張力」が加わっている。 かくして、所定量の張力によりストランドは摩擦を克服
し、ストランドをスプールから引き出す。かくして、外
装のストランドは食込み層２５に半径方向圧力を加える
。食込み層の半径方向厚さは、外装付け工程中に熱硬化
性材料が外装の内側層のストランド２１間の隙間及びこ
れらのストランドとプラスチック製の被覆１９との間の
隙間を充填するような厚さである。次の工程は、硬化可
能な熱硬化性材料を硬化して食込み層２５を形成するた
め少量の熱をケーブルに加える工程を含む。これによっ
て溝の形状を永久的に固定することができる。熱硬化性
材料の量は、隙間をひとたび充填すると硬化した材料の
環がプラスチック製の被覆１９と外装の内側層のストラ
ンド２１の底との間に残るような量であるのがよい。こ
の残った材料の環は、図２に示すように比較的薄い、例
えば０．００４インチ（０．１ｍｍ）であるのがよい。 変形態様として、図３に示すように比較的厚い、例えば
０．０２インチ（０．５８ｍｍ）であってもよい。
【００１９】本発明によるケーブルは、従来技術のケー
ブルと較べて長さ方向弾性伸びが大きく減じられる。食
込み層２５の硬化した熱硬化性材料は、圧力下で「常温
流れ」（又は滲出）しないため、外装のストランドの半
径方向移動が大きく減じられ、これによって、ケーブル
の永久伸びの塑性の大部分をなくす。外装の内側層のス
トランド２１は張力を解放するとその元の半径方向位置
に戻る。しかしながら、ケーブルに加えられた張力によ
る外装のストランドの半径方向移動は、外装のストラン
ド間の隙間が食込み層で（永久的な溝の存在により）既
に充填されているため、非常に限定れる。他方、被覆１
９の存在が外装のストランド２１で圧縮できる弾性の食
込み層の量を限定する。更に、外装のストランドがプラ
スチック製の被覆と接触していないため、本発明のケー
ブルは、従来技術のケーブルの有害な滲出現象を受けな
い。
【００２０】本発明をその特定の実施例について説明し
且つ例示したが、当業者は、開示された本発明の概念を
逸脱することなく種々の変形及び変更を行うことができ
るということを理解するであろう。例として、本発明の
ケーブルを海底に敷設されるべき通信ケーブルとして、
又は船舶で海洋を通して一組の機器を引っ張るように設
計されたケーブルとして使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地面に掘った立坑内に降ろした、本発明に従っ
て形成したケーブルの概略図である。
【図２】本発明によるケーブルの一例の断面図である。
【図３】本発明によるケーブルの変形例の断面図である
。
【符号の説明】
１０　　ケーブル １１　　検層ゾンデ １２　　立坑 １３　　プーリ １４　　ウィンチ １５　　コア １６　　鋼管 １７　　合成不織材料 １８　　銅線 １９　　被覆 ２０　　外装の内側層 ２１、２３　　金属ストランド ２２　　外装の外側層 ２５　　食込み層 １１０　　トラック

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ａ）少なくとも一つのエネルギ伝送ラ
    インを有するコアを形成し、このコアを被覆で取り囲む
    工程と、 ｂ）前記被覆を弾性で硬化可能であるが未硬化の熱硬化
    性材料の食込み層で取り囲む工程と、 ｃ）螺旋をなして巻付けた外装手段で前記食込み層を取
    り囲む工程と、前記外装手段は少なくとも一組の外装の
    ストランドを含み、前記巻付けは前記外装のストランド
    を受け入れるため前記食込み層に相補的な溝が形成され
    るように行われ、 ｄ）前記食込み層の前記熱硬化性材料を硬化する工程と
    、を有する、ケーブル製造方法。
  2. 【請求項２】　　硬化工程前に半径方向で計測した前記
    食込み層の厚さが前記被覆の厚さの約１％乃至約７５％
    である、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】　　前記外装手段が、前記第１の組を螺旋
    をなして取り囲む外装のストランドの第２の組を更に有
    し、前記第２及び第１の組は反対方向に巻付けられてい
    る、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】　　前記食込み層は前記被覆上に押出しで
    配置される、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】　　ａ）少なくとも一つのエネルギ伝送ラ
    インを有するコアと、 ｂ）前記コアを取り囲む被覆と、 ｃ）少なくとも一組のストランドを有する、前記被覆を
    螺旋をなして取り囲む外装手段と、 ｄ）前記被覆を取り囲む硬化済の熱硬化性材料を有する
    前記外装のストランドを受け入れるように成形された食
    込み弾性構造と、を有するケーブル。
  6. 【請求項６】　　前記熱硬化性材料を、ブチルゴム、ネ
    オプレン及びニトリルから成る群から選択した、請求項
    ５に記載のケーブル。
  7. 【請求項７】　　前記食込み構造が、少なくとも、前記
    外装のストランドの第１の組と前記被覆との間の隙間を
    充填する厚さを有する、請求項５に記載のケーブル。
  8. 【請求項８】　　半径方向で計測した前記食込み構造の
    厚さが前記被覆の厚さの約１％乃至約７５％である、請
    求項５に記載のケーブル。
  9. 【請求項９】　　前記被覆が熱可塑性材料でできている
    、請求項５に記載のケーブル。
  10. 【請求項１０】　　前記被覆が熱硬化性材料でできてい
    る、請求項５に記載のケーブル。
  11. 【請求項１１】　　前記熱可塑性材料を、ポリウレタン
    、ポリエチレン、及びエチレンプロピレン共重合体から
    成る群から選択した、請求項９に記載のケーブル。
JP3202709A 1990-08-14 1991-08-13 データ伝送用ケーブル及びその製造方法 Pending JPH04233106A (ja)

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